Auto-Planning在直肠癌容积旋转调强自动计划中的优化性能评估

目的:评估Pinnacle3 V9.10治疗计划系统的Auto-Planning(AP)模块在直肠癌容积旋转调强放射治疗(VMAT)自动计划中的优化性能。方法:采用随机数表法选取20例直肠癌患者,临床治疗计划均使用Pinnacle3 V9.10治疗计划系统的手动设计容积旋转调强(M-VMAT)计划,处方剂量为50 Gy/25 F。采集M-VMAT计划的剂量-体积直方图(DVH)参数作为计划优化参数进行自动优化VMAT(AP-VMAT)计划。将AP-VMAT计划与M-VMAT计划进行剂量学比较,评估AP模块优化性能。结果:AP-VMAT计划结果优于M-VMAT计划结果,靶区均匀指数和靶区适形指数具有统计学差异(t=0.036,t=0.006;P<0.05);膀胱平均剂量D(mean、肠V30、肠V15、肠平均剂量Dmean、左股骨头平均剂量Dmean和右股骨头结果存在统计学差异(t=0.048,t=0.012,t=0.002,t=0.001,t=0.045,t=0.004;P<0.05)。AP-VMAT计划剂量分布存在剂量外溢,略差于M-VMAT计划。结论:Auto-planning自动优化模块具有良好的自动优化性能,在精准的剂量预测条件下,可以通过使用剂量预测所得目标函数,实现直肠癌VMAT的精确自动优化。

基于Auto-planning技术的早期鼻咽癌容积旋转调强放射治疗计划评估

目的:比较基于Auto-planning技术的早期鼻咽癌容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划和常规VMAT计划之间的剂量学差异以及计划质量。方法:回顾性分析20例早期鼻咽癌患者的临床资料,采用Pinnacle3计划系统的Auto-planning自动计划模块行VMAT自动计划设计,相应的常规VMAT计划由经验丰富的物理师完成设计,分别为aVMAT和mVMAT。对两组计划的肿瘤靶区剂量分布、危及器官剂量学、机器跳数和计划设计时间进行比较和评估。结果:两组计划靶区的剂量覆盖和适形度均满足处方要求。aVMAT组的PGTV、PTV2的剂量均匀性指数明显优于mVMAT组,但两者的适形度指数无显著差异性。此外,aVMAT计划比mVMAT计划可以更好地保护脊髓,而且在降低脑干的受照剂量亦具有优势。与mVMAT组相比,aVMAT组的平均机器跳数MU减少6.83%,平均计划设计时间减少14.50%。结论:对于早期鼻咽癌,基于Auto-planning技术所产生的自动VMAT计划,比常规VMAT计划具有更佳的靶区剂量分布,且更好地降低正常组织的剂量,同时具有更高的优化效率和计划执行效率。

Auto-planning在脑胶质瘤非共面容积调强放疗计划中的应用

目的:通过比较基于Auto-planning的胶质瘤非共面自动容积旋转调强放疗(AP-VMAT)计划与常规手动非共面VMAT(M-VMAT)计划在靶区和危及器官(OAR)的剂量学差异,探讨自动优化在非共面胶质瘤VMAT计划中应用的可行性。方法:选取2016-02-15~2016-12-18在广州医科大学附属肿瘤医院放疗科接受治疗的8例胶质瘤患者,进行CT模拟定位及靶区和OAR的勾画,采用Pinnacle 9.10治疗计划系统基于同一CT图像分别设计M-VMAT计划和AP-VMAT计划,比较手动和自动两种调强计划的靶区覆盖、分析靶区均匀性指数、适形度指数及OAR受照剂量差异。结果:两种计划靶区覆盖率、平均剂量(D_(mean))、均匀性指数差异均无统计学意义(P>0.05)。AP-VMAT计划的适形度指数明显优于M-VMAT计划,差异有统计学意义[(0.890±0.046)vs(0.750±0.046),P<0.001];两种计划OAR中脑干最大剂量、D_5,同侧眼球、晶体、视神经最大剂量、D_(mean)差异均无统计学意义(P>0.05),而AP-VMAT计划中脑干D_(mean)及视交叉、对侧眼球、晶体、视神经和正常脑组织的剂量评价参数均优于M-VMAT计划,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:相比M-VMAT计划,基于Auto-planning的自动优化方式能够简化调强计划设计过程,并一定程度上改善靶区的剂量分布,降低OAR的受照剂量。

基于Auto-Planning的食管癌容积旋转调强计划的剂量学比较

目的探讨自动计划模块(Auto-Planning)技术在食管癌容积旋转调强放疗(Volumetic Modulated Arc Therapy,VMAT)计划中的优势。方法选取13例Ⅱ~Ⅲ期同期放化疗的食管癌患者,在Pinnacle V9.10放疗计划系统中分别设计完成人工计划(Manual-VMAT)和基于Auto-Planning的自动计划(Auto-VMAT),比较两组计划靶区的剂量分布以及危及器官(Organ At Risk,OAR)受照剂量,并比较计划优化时间和机器总跳数。结果两种VMAT计划均能满足临床处方要求,Auto-VMAT计划在靶区剂量适形度、剂量均匀性方面均略优于Manual-VMAT计划,而且靶区平均剂量整体偏低。与Manual-VMAT计划比较,Auto-VMAT计划中双肺的D_(mean)、V_(20)、V_(30)分别平均降低3.1%、9.0%、19.1%,心脏的D_(mean)、V_(30)、V_(40)和脊髓D_(max)分别平均降低12.25%、23.0%、24.0%和3.6%左右,差异均有统计学意义(P<0.05)。Auto-VMAT和Manual-VMAT计划的平均优化时间分别为50 min和85 min;平均跳数分别为(422.3±60.7)和(381.8±66.7)MU,自动计划跳数增加了9.6%(P<0.05)。结论Auto-Planning技术应用于食管癌VMAT自动计划设计时可在保证靶区剂量覆盖的前提下降低OAR的受照剂量,有效缩短计划设计时间,提升计划设计效率。

Auto-Planning在肺癌调强放疗计划中的剂量学研究

目的比较基于Auto-Planning(AP)的肺癌调强放射治疗(Intensity-Modulated Radiation Therapy,IMRT)计划与物理师手动设计的IMRT计划的剂量学差异,研究AP在肺癌IMRT中的应用。方法选取16例肺癌病例,其中右肺癌7例,左肺癌7例,中央型肺癌2例,基于Pinnacle^3 V9.10计划系统分别进行AP计划设计和手动计划设计,比较两种不同计划的靶区剂量分布和危及器官受照剂量。结果与手动计划相比,AP计划提高了靶区的最小剂量D_(min),平均剂量D_(mean)更接近处方剂量,适形度更优。脊髓的最高剂量D_(max)和平均剂量D_(mean)均明显低于手动计划。双肺的平均剂量D_(mean)、V_(30)、V_(20)以及心脏的平均剂量D_(mean)和V_(40)也在一定程度上有所降低。差异均具有统计学意义。结论AP计划能够达到与手动计划一样满足临床要求的剂量分布,且AP计划能够提高靶区最低剂量和适形度,降低脊髓、肺等危及器官的受照剂量。

基于Auto-Planning技术的肺癌容积旋转调强放疗计划评估

目的:比较基于Auto-Planning技术的自动肺癌容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划与物理师手动设计的常规VMAT计划的剂量学差异,研究Auto-Planning技术在肺癌VMAT计划中的优化性能和临床应用价值。方法:随机选取25例已完成全程放疗的肺癌病例,应用Pinnacle3 V9.10计划系统分别进行基于Auto-Planning的自动计划(AP-VMAT)和常规手动计划(M-VMAT)设计,分析比较两组不同计划的肿瘤靶区剂量分布、危及器官受照剂量等剂量学参数。结果:两组计划的靶区覆盖度和危及器官限量均能满足临床要求。AP-VMAT计划靶区最大剂量略高于M-VMAT,但剂量适形度指数明显优于M-VMAT。与M-VMAT计划相比,AP-VMAT有效降低了脊髓受到的最大剂量和平均剂量,双肺的V_(30)、平均剂量以及心脏的V_(40)、V_(30)、平均剂量都在一定程度上有所降低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:对于肺癌VMAT放疗计划,AP-VMAT能够满足临床要求,且比M-VMAT具有更优的靶区适形度,同时可以有效降低脊髓、肺、心脏等危及器官的受照剂量,更好地保护正常组织。

基于Auto-Planing技术的乳腺癌调强放疗计划的剂量学研究

目的比较基于Auto-Planning的乳腺癌自动调强放疗(a-IMRT)与常规人工调强放疗(m-IMRT)计划的剂量学差异,探讨a-IMRT计划在乳腺癌术后放疗中的应用效果。方法选取2018年12月至2019年7月本院收治的乳腺癌保乳术后患者10例,其中左乳腺癌5例、右乳腺癌5例。基于Pinnacle3 V9.10计划系统分别进行a-IMRT计划和m-IMRT计划设计,对比分析两种计划的靶区剂量差异、均匀性指数(HI)、适形度指数(CI)及危及器官(OAR)受照剂量差异。结果a-IMRT计划的HI和CI分别为1.08±0.04、0.64±0.06,m-IMRT计划的HI和CI分别为1.11±0.37、0.59±0.07,a-IMRT计划靶区均匀性和适形度均优于m-IMRT计划(均P<0.05)。两者靶区最大剂量(Dmax)、最小剂量(Dmin)、平均剂量(Dmean)差异均无统计学意义(均P>0.05)。双肺接受5、20、30 Gy的体积百分比(V5、V20、V30),患侧肺V20、V30、Dmean及左乳腺癌心脏Dmean、V30组间比较,a-IMRT计划均明显优于m-IMRT计划(均P<0.05)。两种计划的脊髓Dmax、患侧肺V5、左乳腺癌心脏V40、右乳腺癌心脏Dmean差异均无统计学意义(均P>0.05)。结论乳腺癌的a-IMRT计划达到临床要求剂量的同时,在靶区的均匀性、适形度方面优于m-IMRT计划,且有效降低了肺、心脏的受照剂量。